Fizikçiler Sadece Tek Yönde Seyahat Eden Ses Dalgaları Ürettiler

[™ Admin]

Fizikçiler Sadece Tek Yönde Seyahat Eden Ses Dalgaları Ürettiler

Üç kişinin bir daire içinde toplandığını ve birinin konuştuğunda yalnızca bir diğerinin duyduğunu düşünün. Bilim insanları, ses dalgalarının yalnızca bir yönde dalgalanmasını sağlayan böyle çalışan bir cihaz geliştirdiler.

ETH Zürih ve İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan'daki bilim insanları tarafından geliştirilen cihaz, her biri ses gönderebilen veya alabilen eşit aralıklı üç porta sahip disk şeklindeki bir boşluktan oluşuyor.

Etkin olmayan bir durumda, port 1'den iletilen ses, eşit ses seviyelerinde port 2 ve 3 tarafından duyulabilir. Ses dalgaları da yankı olarak port 1'e geri döner.

Ancak sistem çalışırken yalnızca port 2, port 1'in seslerini duyar.

İşin püf noktası, ses dalgalarının tekrarlayan bir düzende senkronize olmasını sağlayan belirli bir hız ve yoğunlukta boşluğa dönen hava üflemektir. Bu, yalnızca ses dalgalarını tek bir yöne yönlendirmekle kalmaz, aynı zamanda bu salınımlara daha fazla enerji vererek dağılmalarını önler. Bu, ses için bir tür döner kavşak gibi.

Bilim insanları, tekniklerinin gelecekteki iletişim teknolojilerinin tasarımına bilgi sağlayabileceğini söylüyor. Yeni metamalzemeler yalnızca ses dalgalarını değil, potansiyel olarak elektromanyetik dalgaları da manipüle etmek için yapılabilir.

Kıdemli araştırmacı Nicolas Noiray, "Kayıp telafili karşılıklı olmayan dalga yayılımı kavramı, bizim görüşümüze göre, diğer sistemlere de aktarılabilecek önemli bir sonuçtur" diyor.

Işık veya su dalgaları gibi, tipik bir ortamdaki ses dalgaları karşılıklıdır, yani salınımları ileriye doğru yayıldığı kadar kolayca geriye doğru da yayılabilir.

Herhangi bir gönderici ve alıcı çifti için rolleri değiştirebilirsiniz ve işlev aynı kalır. Daha önceki benzetmeye geri dönersek, aralarında hiçbir engel olmadan aynı ses seviyesinde konuşan iki kişi, ses dalgaları her iki yönde serbestçe hareket ettiği için birbirlerini net bir şekilde duyabilir.

Sesi karşılıklı olmayan hale getirmenin yararlı olacağı zamanlar vardır, belki de gürültü bastırma gerektiğinde. 2014 yılında, Austin'deki Teksas Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, rezonanslı bir halkadan hava üflemek için küçük fanlar kullanan bir akustik sirkülatör geliştirdiler. Ses üç porttan birinden girdiğinde, ses dalgaları karşılıklı olmaktan çıkar ve yalnızca diğer portlardan birinde duyulabilir, ikisinde değil.

Ancak bir sorun vardı: ses seyahat ederken dağıldı ve hedefe ulaşan dalgaları zayıflattı. Bu nedenle ETH Zürih ekibi, ses dalgalarının tek yönlü yolculuklarında enerji kaybetmesini önlemeye koyuldu.

Bu durumda, bir borudan aşağı dönen hava, halkanın merkezinden girerek ıslık çalmasına neden olur. Bu, boşluğun içindeki akustik basınçta kendi kendini sürdüren salınımlar yaratır. Bu salınımları içeri giren ses dalgalarının frekansına ayarlayarak, dalgalar aslında enerji kazanabilir ve zayıflamalarını önleyebilir.

Ekip akustik sirkülatörü inşa etti ve tasarımlarını test etti, bir dalga kılavuzundan yaklaşık 800 Hz frekansında ses dalgaları gönderdi ve diğer ikisine nasıl ulaştıklarını ölçtü.

Gerçekten de, dalgalar ikinci dalga kılavuzuna ulaştığında zayıflamamışlardı - aksine, iletildikleri zamandan daha güçlüydüler. Üçüncü dalga kılavuzunda hiçbir ses dalgası tespit edilmedi, bu da her iki hedefe de ulaşıldığını gösteriyor.

İronik olarak, ses dalgalarını güçlendirmek için salınımları kullanma fikri, onları azaltmayı amaçlayan bir çalışmadan ortaya çıktı. Ses dalgalarıyla etkileşime giren salınımlar, uçak motorları gibi bazı sistemlere zarar verebilir, ancak Noiray bunların iyi amaçlar için de kullanılabileceğini fark etti.

Ekip, akustik sirkülatörün diğer bilim insanlarının ses dalgası yayılımını ve manipülasyonunu incelemesine yardımcı olabileceğini söylüyor. Genel konsept, daha iyi radar veya iletişim sistemleri için elektromanyetik dalgaları yönlendirmek için bile kullanılabilir.

Kaynak: ScienceAlert